可移动式光伏光热一体化实验实训系统技术方案

本实用新型专利技术涉及教学设备制造技术领域，尤其涉及一种可移动式光伏光热一体化实验实训系统，包括移动框架以及安装在所述移动框架上的光热应用装置和光伏供电装置；所述光热应用装置包括第一模拟光源、水箱以及太阳能平板集热器；所述太阳能平板集热器设置在所述第一模拟光源的下部并与所述移动框架固定；所述太阳能平板集热器上设有进水管和出水管，所述进水管与所述水箱的进水口连通；所述出水管上依次安装直流水泵、超声波热量表、手动阀门。所述光伏供电装置包括第二模拟光源、光伏组件以及量角器。本专利装置装有滚轮，且第一、二模拟光源可拆卸。可以在室内进行模拟光伏光热一体化系统实验，也可以移动到室外进行实际环境光伏光热一体化系统实验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及教学设备制造
，尤其涉及一种可移动式光伏光热一体化实验实训系统。
技术介绍
在我国“十三五”规划中明确提出要进一步发展我国的新能源产业，教育部《高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）》提出要着重专科、本科层次的职业教育。而各类高等职业院校所开展的新能源专业刚刚起步，课程发展尚不成熟，尤其是实训课程中专业设备尚不完善，严重影响新能源专业发展与新能源人才培养。因此开展新能源教学实训课程对职业教育十分重要。在现有的新能源实验实训设备中，太阳能发电实训设备有一定的数量，太阳能热利用设备则少之又少，而针对光伏光热一体化方向更是没有相关的实验实训系统。中华人民共和国国家知识产权局于2014年02月26日公开了公开号为CN103606325A的专利文献，名称是一种太阳能光伏发电综合实验平台，但是其无法用于光热应用方面的教学和研究；国家知识产权局于2015年01月14日授权了授权公告号为CN204102444U的专利文献，名称是太阳能光热实验平台，但是其无法用于光伏发电方面的教学和研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种可移动式光伏光热一体化实验实训系统，更适用于新能源专业学生日常的实训教学与创新实验，在没有任何外接电源的情况下用于实际光伏光热实验。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种可移动式光伏光热一体化实验实训系统，包括移动框架以及安装在所述移动框架上的光热应用装置和光伏供电装置；所述光热应用装置包括第一模拟光源、水箱以及太阳能平板集热器；所述第一模拟光源倾斜固定在所述移动框架上，所述太阳能平板集热器设置在所述第一模拟光源的下部并与所述移动框架固定，所述水箱固定在所述移动框架中；所述太阳能平板集热器上设有进水管和出水管，所述进水管与所述水箱的进水口连通，所述进水管上安装有电磁阀；所述出水管与所述水箱的出水口连通，所述出水管上依次安装有直流水泵、超声波热量表、手动阀门，所述超声波热量表与所述手动阀门之间设有泄水口；所述光伏供电装置包括第二模拟光源、光伏组件以及量角器，所述第二模拟光源位于所述光伏组件上方并安装在第二模拟光源架支撑杆上，所述第二模拟光源架支撑杆固定在所述移动框架上；所述光伏组件固定在光伏组件横向支撑杆上，所述光伏组件横向支撑杆安装在光伏组件旋转杆上，所述光伏组件旋转杆与光伏组件竖向支撑杆上部铰接，所述光伏组件竖向支撑杆固定在所述移动框架上，所述量角器安装在所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间，所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间设有调节支架。优选地，所述水箱中设有电加热器。优选地，所述水箱中设有液位传感器。优选地，所述移动框架上设有光热控制柜；所述光热控制柜由整流桥、变压器、空气开关组、转换模块、光热I/O采集板、交流接触器、指示灯、第一继电器、第二继电器组成；在室内进行模拟光伏光热一体化实验实训时，220V交流电经开关盒为第一模拟光源、电加热器供电，220V交流电经过空气开关到达变压器和整流桥变为24V直流电，为I/O采集板、继电器线圈、超声波热量表、液位传感器、转换模块、光热触摸屏供电。优选地，所述光热I/O采集板用于采集所述液位传感器、超声波热量表的数据，反馈给光热触摸屏，并通过继电器分别控制所述电磁阀和直流水泵，通过所述交流接触器控制所述电加热器，实现对太阳能热利用的监控，光热触摸屏用于实时监测各项数据并控制和切换各种状态。优选地，所述超声波热量表使用M-BUS总线，而光热I/O采集板使用RS-485总线，通过转换模块转换，再和光热I/O采集板通信。优选地，所述移动框架上安装有光伏控制柜以及蓄电池组。优选地，所述光伏控制柜包括熔断器、端子排、空气开关、继电器、逆变器、直流电流传感器以及光伏I/O采集板；光伏组件受光照产生电能流入光伏控制柜，经端子排、空气开关、继电器分别对蓄电池组和负载供电，该过程中直流电流传感器获得光伏发电电流值，在光伏I/O采集板中进行数据采集，反馈在光伏触摸屏上，光伏触摸屏可用于显示并调节供电状态。优选地，在室外进行实际环境光伏光热一体化实验实训时，拆卸模拟光源，同时电加热器未工作，所述光伏供电装置可为所述光热应用装置及其本身提供24V直流电源，满足光伏光热一体化实验实训系统的正常运行。本专利技术的有益效果是:相对于现有技术，本装置具有以下优点：1.本专利系统是结合了光伏系统和光热系统的独创案例，形成一套独立的不需外接电源的光伏光热一体化系统；本专利系统装有滚轮，并且模拟光源可拆卸，可以在室内进行模拟光伏光热一体化系统的实验，也可以移动到室外进行实际环境光伏光热一体化系统的实验；2.本专利系统配备量角器和调节支架，可以精确调节光伏组件的倾角，便于学生比较不同地区最佳倾角下的光伏供电状态，并在最佳倾角下进行光伏供电系统的实验，与太阳最佳倾角的基本理论计算进行对比；3.本专利系统具有模块化、可拆卸等特点，可用于光伏供电装置和光热应用装置的安装、调试、运行、维护，学生可自主设计水系统和电气系统并且完成连接；4.本专利系统具有能耗分析功能及数据采集功能，可反馈到监控系统终端触摸屏，学生可自主设计监控系统；5.本专利系统使用标准光伏组件和太阳能平板集热器，完全体现实际光伏光热一体化系统，可以用于光伏光热一体化系统的演示过程，便于学生整体熟识实际工程中的光伏光热一体化系统。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的后视图；图3是本专利技术中A-A方向剖视图；图4是本专利技术中B-B方向剖视图；图5是本专利技术的仰视图；图6是本专利技术中太阳能平板集热器的连接图；图7是本专利技术中光热应用装置的电气原理图；图8是本专利技术中光伏供电装置的电气原理图。具体实施方式下面结合附图及较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1和图3和图5和图6所示，一种可移动式光伏光热一体化实验实训系统，包括移动框架2以及安装在所述移动框架上的光热应用装置和光伏供电装置；所述光热应用装置包括第一模拟光源1、水箱3以及太阳能平板集热器4；所述第一模拟光源倾斜固定在所述移动框架上，所述太阳能平板集热器设置在所述第一模拟光源的下部并与所述移动框架固定，所述水箱固定在所述移动框架中；所述太阳能平板集热器上设有进水管5和出水管6，所述进水管与所述水箱的进水口连通，所述进水管上安装有电磁阀7，所述出水管与所述水箱的出水口连通，所述出水管上依次安装有直流水泵8、超声波热量表9、手动阀门10，所述超声波热量表与所述手动阀门之间设有泄水口11。所述水箱中设有电加热器12。所述水箱中设有液位传感器13。所述移动框架上设有光热控制柜14。移动框架上还安装有开关盒15，开关盒和光热控制柜用于太阳能热利用系统的数据采集。如图7所示，所述光热控制柜由整流桥16、变压器17、空气开关组18、转换模块19、光热I/O采集板20、交流接触器21、指示灯22、第一继电器23、第二继电器24组成；在室内进行模拟光伏光热一体化实验实训时，220V交流电经开关盒为第一模拟光源、电加热器供电，220V交流电经过空气开关到达变压器和整流桥变为24V直流电，为光热I/O采集板、继电器线圈、超声波热量表、液位传感器、转换模块、触摸屏供电。所述光热I/O采集板用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可移动式光伏光热一体化实验实训系统，其特征在于：包括移动框架以及安装在所述移动框架上的光热应用装置和光伏供电装置；所述光热应用装置包括第一模拟光源、水箱以及太阳能平板集热器；所述第一模拟光源倾斜固定在所述移动框架上，所述太阳能平板集热器设置在所述第一模拟光源的下部并与所述移动框架固定，所述水箱固定在所述移动框架中；所述太阳能平板集热器上设有进水管和出水管，所述进水管与所述水箱的进水口连通，所述进水管上安装有电磁阀；所述出水管与所述水箱的出水口连通，所述出水管上依次安装有直流水泵、超声波热量表、手动阀门，所述超声波热量表与所述手动阀门之间设有泄水口；所述光伏供电装置包括第二模拟光源、光伏组件以及量角器，所述第二模拟光源位于所述光伏组件上方并安装在第二模拟光源架支撑杆上，所述第二模拟光源架支撑杆固定在所述移动框架上；所述光伏组件固定在光伏组件横向支撑杆上，所述光伏组件横向支撑杆安装在光伏组件旋转杆上，所述光伏组件旋转杆与光伏组件竖向支撑杆上部铰接，所述光伏组件竖向支撑杆固定在所述移动框架上，所述量角器安装在所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间，所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间设有调节支架。...

【技术特征摘要】
1.一种可移动式光伏光热一体化实验实训系统，其特征在于：包括移动框架以及安装在所述移动框架上的光热应用装置和光伏供电装置；所述光热应用装置包括第一模拟光源、水箱以及太阳能平板集热器；所述第一模拟光源倾斜固定在所述移动框架上，所述太阳能平板集热器设置在所述第一模拟光源的下部并与所述移动框架固定，所述水箱固定在所述移动框架中；所述太阳能平板集热器上设有进水管和出水管，所述进水管与所述水箱的进水口连通，所述进水管上安装有电磁阀；所述出水管与所述水箱的出水口连通，所述出水管上依次安装有直流水泵、超声波热量表、手动阀门，所述超声波热量表与所述手动阀门之间设有泄水口；所述光伏供电装置包括第二模拟光源、光伏组件以及量角器，所述第二模拟光源位于所述光伏组件上方并安装在第二模拟光源架支撑杆上，所述第二模拟光源架支撑杆固定在所述移动框架上；所述光伏组件固定在光伏组件横向支撑杆上，所述光伏组件横向支撑杆安装在光伏组件旋转杆上，所述光伏组件旋转杆与光伏组件竖向支撑杆上部铰接，所述光伏组件竖向支撑杆固定在所述移动框架上，所述量角器安装在所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间，所述光伏组件竖向支撑杆与所述光伏组件旋转杆之间设有调节支架。2.根据权利要求1所述的可移动式光伏光热一体化实验实训系统，其特征在于：所述水箱中设有电加热器。3.根据权利要求2所述的可移动式光伏光热一体化实验实训系统，其特征在于：所述水箱中设有液位传感器。4.根据权利要求3所述的可移动式光伏光热一体化实验实训系统，其特征在于：所述移动框架上设有光热控制柜；所述光热控制柜由整流桥、变压器、空气开关组、转换模块、光热I/O采集板、交流接触器、指示灯、第一继电器、第二继电器组成；在室内进行模拟光伏光热一体化实验...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子坚，张链，
申请(专利权)人：天津中德应用技术大学，中国机房设施工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12